Termodünaamika

Kujuta ette universumit, mis koosneb ühest ainsast osakesest. Midagi muud pole. Lihtsalt osake, mis hõljub seal omaette.

Sellises universumis poleks vaja termodünaamikat ja siis sinu elu oleks lihtsam kuna poleks vaja seda kursust võtta. Kuid selline universum oleks natuke igav. Äkki lisame veel osakese, nii et oleks põnevam.

Nüüd universum on huvitavam, aga selle eest ka keerulisem. Osakesed võivad olla näiteks üksteise lähedal või kaugel ja üks võib liikuda kiiremini kui teine. Ehk universumi olek võib muutuda ja nende muutustega kaasneb energia ülekanne osakeste vahel. Ja mis siis, kui järsku universumisse ilmub kirsipunane sportauto?

Siis oleks vaja termodünaamikat teada.

Mis on termodünaamika?

Termodünaamika - teadusharu, mis tegeleb seostega energia voogude ja ainete olekute vahel.

Põhiküsimused:

• Kui palju energiat oleks võimalik teatud süsteemist kätte saada?
• Kui palju energiat oleks vaja anda, et läbi viia mõnda muudatust?

Termodünaamika reaalses elus

Termodünaamika aitab meil mõista palju protsesse, mis maailmas toimuvad.

• Puidu põletamine, et toota elektrit;
• Külmkapi toimimine;
• Ravimite jaotus kehas;
• Süngaasi koostise muutused;
• Alumiiniumi tootmine boksiidist;
• Terase omadused sõltuvalt tootmistingimustest;
• Akude toimimine;
• Valkude ehitus;
• Tähtede moodustumine ja hävimine.

Olekud

Olukord süsteemis võib varieeruda.

• Kiirem või aeglasem liikumine
• Palju või vähe ruumi
• Rohkem või vähem osakesi
• Asukoht mõnes väljas

Kirjeldame neid erinevusi olekuparameetritega. Selleks, et olekud muutuksid peab toimuma energia ülekanne.

Termodünaamika seadused

1. Energiat ei saa luua ega hävitada. Energiat saab ainult muundada.
2. Korratus universumis ei saa väheneda.

Protsessid

Kui saame defineerida erinevaid olekuid ja arvutada võimalikke muudatusi, siis saame hakata kirjeldama erinevaid protsesse.

• Ringprotsessid (nt soojusjõuseadmed),
• Separatsiooniprotsessid,
• Reaktsioonid,
• Ja palju veel...